CN105602118A - 一种含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料及其制备方法，该含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料由以下重量份数组成：聚丙烯50-90份，含氟聚合物微粉蜡5-20份，流动改性剂2-10份，增溶剂2-10份，玻璃纤维含量2-15份。由于氟聚合物微粉蜡为有机高分子易与聚丙烯界面粘合，相容能力好。同时增溶剂的加入能够显著提高含氟聚合物微粉蜡与玻璃纤维、聚丙烯与玻璃纤维之间的良好相容性，使得到的复合材料既具有较高的力学性能，同时又具有较高的耐摩擦性能，可广泛应用于制作高强度、高耐磨性要求的制品。

Description

一种含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于功能高分子材料领域，涉及一种含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)是一种无毒、无味、无臭、性能优良的热塑性塑料，是五大通用塑料之一，具有良好的成型加工性能，介电性能和高频绝缘性。广泛应用于汽车工业、家用电器、电子、包装及建材家具等诸多领域。近10年，我国聚丙烯消费量以年均10％的增长速度，大大超过了世界平均增长水平，是我国第二大消费合成树脂。但因其具有力学强度低、成型收缩率大、冲击韧性不高、抗蠕变性差、不耐磨、易老化等缺点，在应用上受到很大限制。为了使聚丙烯在高强度、高负荷等苛刻条件下使用，就必须在其原有的优良物理性能基础上进一步的提高其力学强度，降低其摩擦系数和磨损率，这就需要对聚丙烯进行改性来实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有聚丙烯材料力学强度和耐磨性能的不足，提供一种高强、耐磨、制备工艺简单、成本较低的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料及其制备方法。
本发明解决所诉技术问题所采用的技术方案是：
一种含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下原料按重量份制成：
聚丙烯50-90份
含氟聚合物微粉蜡5-20份
流动改性剂2-10份
增溶剂2-10份
玻璃纤维含量2-15份
上述所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的含氟聚合物微粉蜡包括但不限于聚四氟乙烯微粉蜡、聚偏氟乙烯微粉蜡、聚全氟乙丙烯微粉蜡、聚四氟乙烯与聚乙烯混合蜡、全氟乙烯与全氟乙丙烯的共聚物微粉蜡等。
上述所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的含氟聚合物微粉蜡的平均粒径为平均粒径为0.1-100μm。
上述所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯采用无规共聚聚丙烯。
上述所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的流动改性剂包括但不限于流动改性剂磷酸锆、纳米二氧化硅、纳米云母。
上述所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的增溶剂采用聚丙烯接枝的马来酸酐(已商品化，沙特巴塞尔、浙江巨石集团等均有售)。
上述所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维包括但不限于短切原丝、无捻粗纱、长玻纤。
上述所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维直径为1μm到50μm。
本发明的另一技术方案是提供上述含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料聚丙烯、含氟聚合物微粉蜡、流动改性剂、增溶剂按比例称量，加入到高速混合机中，混合2-10分钟。
(2)将步骤(1)所得混合物加入挤出机料斗中，玻璃纤维由玻纤入口加入挤出机，进行共挤出造粒，挤出温度为170-220℃。
(3)将步骤(2)所得的粒料在注塑机中注塑成型，温度为170-220℃。
由于含氟聚合物微粉蜡为有机高分子，加上细微的尺寸，与聚丙烯相容性好。同时增溶剂的加入显著改善了玻璃纤维与聚丙烯、含氟聚合物微粉蜡的相容性，提高了其界面黏结力，从而使得制备得到的复合材料物理机械性能优异，能够满足工程应用的要求。
本发明制得的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料具有高强度，耐磨，润滑，耐高温，耐腐蚀、耐候性等优异性能，广泛的使用在塑料改性领域。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明
其中拉伸强度按GB/T1040-1992方法测试，冲击强度按GB/T1843-1994方法测试，摩擦系数按照GB/T10006方法测试，体积磨损率按照GB/T3960方法测试。
实施案例1：
本实施例原料重量配比为：聚丙烯70份，聚四氟乙烯微粉蜡10份(平均粒径5μm)，纳米二氧化硅5份，增溶剂聚丙烯接枝的马来酸酐5份，玻璃纤维无捻粗纱10份。
制备方法：
(1)将原料聚丙烯、聚四氟乙烯微粉蜡、纳米二氧化硅、聚丙烯接枝的马来酸酐按比例称量，加入到高速混合机中，混合5分钟。
(2)将步骤(1)所得混合物加入挤出机料斗中，玻璃纤维由玻纤入口加入挤出机，进行共挤出造粒，挤出温度为一区185℃，二区195℃，三区210℃，四区210℃，五区210℃，六区210℃，七区200℃。
(3)将步骤(2)所得的粒料在注塑机中注塑成型，注射温度为一区200℃，二区210℃，三区220℃，四区220℃。
通过上述步骤制备的塑料样品经过测试，其拉伸强度41.1MPa，缺口冲击强度29.8kJ*m-2，摩擦系数0.20，体积磨损率1.07。
实施案例2：
本实施例原料重量配比为：聚丙烯60份，聚偏氟乙烯微粉蜡15份(平均粒径3μm)，纳米云母5份，增溶剂聚丙烯接枝的马来酸酐5份，玻璃纤维无捻粗纱15份。
制备方法：
(1)将原料聚丙烯、聚偏氟乙烯微粉蜡、纳米云母、聚丙烯接枝的马来酸酐按比例称量，加入到高速混合机中，混合5分钟。
(2)将步骤(1)所得混合物加入挤出机料斗中，玻璃纤维由玻纤入口加入挤出机，进行共挤出造粒，挤出温度为一区185℃，二区195℃，三区210℃，四区210℃，五区210℃，六区210℃，七区200℃。
(3)将步骤(2)所得的粒料在注塑机中注塑成型，注射温度为一区200℃，二区210℃，三区220℃，四区220℃。
通过上述步骤制备的塑料样品经过测试，其拉伸强度45.2MPa，缺口冲击强度26.3kJ*m-2，摩擦系数0.18，体积磨损率1.01。
实施案例3：
本实施例原料重量配比为：聚丙烯60份，聚全氟乙丙烯微粉蜡20份(平均粒径1μm)，改性剂磷酸锆2份，增溶剂聚丙烯接枝的马来酸酐3份，玻璃纤维无捻粗纱15份。
制备方法：
(1)将原料聚丙烯、聚全氟乙丙烯微粉蜡、磷酸锆、聚丙烯接枝的马来酸酐按比例称量，加入到高速混合机中，混合5分钟。
(2)将步骤(1)所得混合物加入挤出机料斗中，玻璃纤维由玻纤入口加入挤出机，进行共挤出造粒，挤出温度为一区185℃，二区195℃，三区210℃，四区210℃，五区210℃，六区210℃，七区200℃。
(3)将步骤(2)所得的粒料在注塑机中注塑成型，注射温度为一区200℃，二区210℃，三区220℃，四区220℃。
通过上述步骤制备的塑料样品经过测试，其拉伸强度44.8MPa，缺口冲击强度27.9kJ*m-2，摩擦系数0.16，体积磨损率0.95。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下原料按重量份制成：
聚丙烯50-90份
含氟聚合物微粉蜡5-20份
流动改性剂2-10份
增溶剂2-10份
玻璃纤维含量2-15份。
2.根据权利要求1所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的含氟聚合物微粉蜡包括但不限于聚四氟乙烯微粉蜡、聚偏氟乙烯微粉蜡、聚全氟乙丙烯微粉蜡、聚四氟乙烯与聚乙烯混合蜡、全氟乙烯与全氟乙丙烯的共聚物微粉蜡等。
3.根据权利要求1所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的含氟聚合物微粉蜡的平均粒径为平均粒径为0.1-100μm。
4.根据权利要求1所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯采用无规共聚聚丙烯。
5.根据权利要求1所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的流动改性剂包括但不限于流动改性剂磷酸锆、纳米二氧化硅、纳米云母。
6.根据权利要求1所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的增溶剂采用聚丙烯接枝的马来酸酐(已商品化，沙特巴塞尔、浙江巨石集团等均有售)。
7.根据权利要求1所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维包括但不限于短切原丝、无捻粗纱、长玻纤。
8.根据权利要求1所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维直径为1μm到50μm。
9.根据权利要求1所述的含氟聚合物微粉蜡改性聚丙烯复合材料，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将原料聚丙烯、含氟聚合物微粉蜡、流动改性剂、增溶剂按比例称量，加入到高速混合机中，混合2-10分钟。
(2)将步骤(1)所得混合物加入挤出机料斗中，玻璃纤维由玻纤入口加入挤出机，进行共挤出造粒，挤出温度为170-220℃。
(3)将步骤(2)所得的粒料在注塑机中注塑成型，温度为170-220℃。
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